17.05.2023
Neue Technologie für die Entwicklung von molekularen Markern
Prof. Thomas Brüning, Dr. Georg Johnen , Institut für Prävention und Arbeitsmedizin der Ruhr-Universität Bochum
Der Nachweis von spezifischen Proteinen steht im Mittelpunkt vieler Verfahren zur Diagnose von berufsbedingten Erkrankungen. Der weitverbreitete ELISA ist eine verlässliche und präzise Methode zum Proteinnachweis, die jedoch sehr zeitaufwändig sein kann. Am IPA wird nun eine neuartige Methode evaluiert, die die Messung von Proteinen und damit auch die Entwicklung neuer ELISAs erheblich beschleunigen kann.
Molekulare Marker
Bei nahezu allen Krankheiten treten Veränderungen auf, die nicht nur äußerlich sichtbar oder bemerkbar sind, sondern auch im mikroskopischen und submikroskopischen, das heißt molekularen Bereich Auswirkungen zeigen. Meist treten molekulare Veränderungen sogar deutlich früher auf, bevor eine Krankheit klinisch manifest wird.
Diese molekularen Veränderungen finden sich in der Regel auch in verschiedenen Körperflüssigkeiten wie Blut, Urin oder Speichel wieder, sodass sie hier häufig als Biomarker (molekulare Marker) nachgewiesen werden können. Molekulare Marker können somit für vielfältige medizinische Fragestellungen eingesetzt werden.
Verwendet werden diese Marker beispielsweise bei der Diagnose, der Früherkennung, der Prognose, der Ermittlung der individuell besten Behandlung oder der Überwachung des Therapieverlaufs einer Erkrankung. Die Herausforderung besteht darin, zunächst aus einer Vielzahl an Kandidaten die geeigneten Biomarker für eine Erkrankung zu finden und dann ein ausreichend empfindliches Verfahren zu entwickeln, um diese verlässlich zu bestimmen.
Proteine in der Diagnostik
Neben Stoffwechselprodukten wie Blutzucker, Cholesterin, Harnsäure etc. gelten Proteine als die klassischen Biomarker. Vom Nachweis einer SARS-CoV-2-Infektion über Allergene bis zur Früherkennung von Krebserkrankungen werden Nachweisverfahren, sogenannte Assays, verwendet, die auf der spezifischen Bestimmung von Proteinen beruhen. In der Regel werden dazu sogenannte Immunassays eingesetzt, bei denen man Antikörper nutzt, die passgenau ihr Zielprotein (Antigen) erkennen und binden. Sichtbar gemacht wird ein detektiertes Protein im Falle des ELISA-Verfahrens durch eine Farbreaktion, katalysiert durch ein Enzym, das an einen Detektionsantikörper gebunden ist.